CN217383056U - 一种基于高速射流屏蔽作用的油烟热羽流高效捕集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于高速射流屏蔽作用的油烟热羽流高效捕集装置，包括安装在厨房墙体上的机体，机体下方设置集烟罩，集烟罩后方中心设有排风口，集烟罩位于灶眼上方，机体内设置有和排风口风路隔离的空腔，空腔环绕排风口设置，集烟罩的形状为变截面设置，空腔内安装有风机和导风结构，风机和导风结构分别设置在空腔内后方左右转角的位置，导风结构包括进风口与出风口，进风口与出风口分别设置在导风结构的正上方与左右两角，风机安装在导风结构的进风口处，集烟罩从风机送风方向截面逐渐变小，集烟罩外轮廓平面处设有与所述导风结构的出风口匹配的高速射流送风口。本实用新型在有效屏蔽、快速排出油烟的同时，减少不必要的能耗和噪音。

Description

一种基于高速射流屏蔽作用的油烟热羽流高效捕集装置

技术领域

本实用新型属于油烟控制技术领域，具体涉及一种基于高速射流屏蔽作用的油烟热羽流高效捕集装置。

背景技术

在烹饪过程中，抽油烟机不能及时完全排出烹饪时产生的油烟，这些油烟向四周逸散，造成室内空气污染，危害人员健康。目前市场上提高抽油烟机的捕集效率的途径大多为增加排风量，但一味增大排风量并不是提高捕集效率的最佳途径。抽油烟机排风量值逐渐增大达到捕集效率峰值，排风量再增大捕集效率反而降低，排风量过大也会导致室内形成负压，增加了能耗，无法满足现有厨房油烟控制装置环保节能的要求。大部分现有技术在集烟罩前侧设置为“一”字型条缝风口形成风幕阻隔油烟外溢，但风口过长导致风口边缘速度分布不均匀，风幕稳定性较差；或采用普通风道为风口送风，风道越长，沿程阻力越大，随着距离的增加风量会大幅减小，导致风口前后段风量分配不均匀，越靠后速度减小，达不到设计的送风速度。

发明内容

为了克服以上技术问题，本实用新型的目的在于提供一种基于高速射流屏蔽作用的油烟热羽流高效捕集装置，通过高速射流的屏蔽效应将用户与逃逸的油烟隔离开，并通过变截面风道结合间隔的扁缝状出风口解决出风不均匀的问题，使射流可以稳定屏蔽油烟，并针对油烟热羽流的动态变化，采用智能自控方案，合理的控制高速射流的强度，使得高速射流的强度与当前的排风流场相适应，在有效屏蔽、快速排出油烟的同时，减少不必要的能耗和噪音。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于高速射流屏蔽作用的油烟热羽流高效捕集装置，包括安装在厨房墙体上的机体1，机体1下方设置集烟罩2，集烟罩2后方中心设有排风口3，集烟罩2位于灶眼上方，机体1内设置有和排风口3风路隔离的空腔4，空腔4环绕排风口3设置，所述集烟罩2的形状为变截面设置，所述空腔4内安装有风机5和导风结构6，风机 5和导风结构6分别设置在空腔4内后方左右转角的位置，所述导风结构6包括进风口7与出风口8，进风口7与出风口8分别设置在导风结构6的正上方与左右两角，所述风机5安装在导风结构6的进风口7处，集烟罩2从风机5送风方向截面逐渐变小，集烟罩2外轮廓平面处设有与所述出风口8匹配的高速射流送风口9。

所述集烟罩2上端安装顶板12，所述顶板12与集烟罩2围成空腔4，顶板12上设有连通机体1外部的通风孔13。

所述高速射流送风口9设置有若干，高速射流送风口9等距分布，风机5将风引入导风结构6并经由高速射流送风口9排出形成风幕。

所述的高速射流送风口9为贯穿集烟罩2板材的扁缝状通孔。

所述排风口3右侧风口处设置监测智控模块，监测智控模块包括烟气传感器14，烟气传感器14用于实时监测集烟罩口处的污染物浓度；所述烟气传感器14通过控制模块与风机5相连，控制模块通过烟气传感器14实时监测的污染物浓度信息调节供电模块电流的大小和方向，从而控制风机5的风量。

所述烟气传感器14为AGNC002烟气传感器，控制模块包括plc 控制器和继电器，plc控制器为三菱plc控制器FX1S-14MR，继电器为欧姆龙LY2N-J DC24 BY OMI通用继电器。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型结构简单，生产成本低。

2.抽油烟机工作时，通过送风***出高速射流在集烟罩处形成与其轮廓相似的气幕，有效屏蔽油烟外溢。

3.变截面风道结合扁缝状出风口可以保证风口出风速度均匀，防止风道前后段风量分配不均，提升高速射流气幕稳定性，减少油烟外溢，提升油烟机的捕集效率。

4.通过烟雾传感器实时监测污染物浓度，实现根据实际负荷智能调节高速射流的速度，减少了不必要的能耗。

附图说明

图1是本实用新型的使用状态结构图。

图2是本实用新型的***图。

图3是本实用新型的集烟罩的结构仰视图。

图4是本实用新型的前端变截面风道的结构剖面图。

图5是本实用新型的与普通油烟机的X＝1.44m切面速度矢量图对比((A)普通油烟机，(B)本实用新型实施)

图6是本实用新型的与普通油烟机的Y＝3.21m切面速度矢量图对比((A)普通油烟机，(B)本实用新型实施)

图7是本实用新型的与普通油烟机的X＝1.44m切面污染物浓度分布云图对比((A)普通油烟机，(B)本实用新型实施)

图8是本实用新型的与普通油烟机的Y＝3.21m切面污染物浓度分布云图对比((A)普通油烟机，(B)本实用新型实施)

图中，1.机体，2.集烟罩，3.排风口，4.空腔，5.风机，6.导风结构，7.进风口，8.出风口，9.高速射流送风口，10.固定支架，11.引风孔，12.顶板，13.通风孔，14.烟气传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-图4所示：包括机体1、集烟罩2，集烟罩2上设有排风口3，机体1安装在厨房墙体上，集烟罩2位于灶眼上方。机体1内设有和排风口3风路隔离的空腔4，集烟罩2的形状为变截面设置，集烟罩2上端安装顶板12，所述顶板12与集烟罩2围成所述空腔4，顶板12上设有连通机体1外部的通风孔13。

所述空腔4内安装有风机5、导风结构6，所述导风结构6具有进风口7与出风口8，所述风机5安装在所述导风结构6的进风口7 处，集烟罩2从风机5送风方向截面逐渐变小，集烟罩2外轮廓平面处设有与所述导风结构6的出风口8匹配的若干高速射流送风口9，若干高速射流送风口9等距分布，风机5将风引入导风结构6并经由高速射流送风口9排出形成风幕。

本实用新型机体内设置与排风口3气流隔离的安装腔，并将风机 5、导风结构6安装于空腔4内，使得风机5、导风结构6的气流与吸风口的气流完全隔离，保证风幕的空气质量。由顶板12和集烟罩 2围成空腔4，结构简单，顶板12上设置通风孔13，并将集烟罩2两侧的风道设置为变截面风道，使风幕出风时风压尽可能均匀，提高挡烟效果。

本实用新型在排风口3右侧风口处设置监测智控模块，监测智控模块包括烟气传感器14，烟气传感器14用于实时监测集烟罩口处的污染物浓度；还包括控制模块，控制模块通过烟气传感器14实时监测的污染物浓度信息调节供电模块电流的大小和方向，从而控制风机 5的风量，实现自动智能控制高速射流风幕的出风速度，更加高效节能；还包括电源模块，电源模块用于给监测模块和控制模块供电。具体的，本实用新型公开的设备均包括但不限于以下型号：烟气传感器 14为深圳市鸿瑞泰电子有限公司生产的AGNC002烟气传感器，该产品可通过组态软件等直接进行通信，方便二次开发；控制模块包括plc 控制器和继电器，plc控制器为三菱plc控制器FX1S-14MR，继电器为欧姆龙LY2N-J DC24 BY OMI通用继电器；电源模块为苏州派尔机电的HCP系列通用型直流电源供应器和AC-DC电源模块，该产品体积小，采用PWM调制，晶体模块的消耗功率低，效率高，更省电，输入电压AC为220V，输出电压和输出电流为0-额定值。

集烟罩2的形状作变截面设置，风道断面变化而高速射流送风口9面积不变，可以把等量的空气经由风道侧壁均匀送出，且沿着高速射流送风口9长度的出风速度也相等。集烟罩2外轮廓平面处设置若干所述高速射流送风口9，所述若干高速射流送风口9等距分布。所述的高速射流送风口9为贯穿集烟罩2板材的扁缝状通孔，可以使风幕均匀出风，避免射流沿风口边缘速度衰减过快，有效减少沿程阻力。所述的高速射流送风口9设置在集烟罩2的下端面上、两侧及前端面上，兼顾了集烟罩的前方与侧方的拢烟，使集烟罩2所有角度位置都不易跑烟。

具体的，所述变截面风道的各断面直径计算包括如下子步骤：

步骤a：计算出第一个高速射流送风口前管道断面1处直径D₁；

步骤b：根据断面2处的全压计算出断面2处的直径D₂；

步骤c：依次类推，继续计算各管段阻力，可求得其余各断面直径D₁…D_n，最后把各断面连接起来，成为一条锥形风道。

优选的，步骤a中断面1处直径D₁通过如下方式获得：根据孔口平均流速v₀通过式1和式2计算出静压速度v_j和高速射流送风口面积f₀，按v_j/v_d≥1.73的原则设定v_d1，根据式3求出第一送风口前管道断面1处直径D₁；

优选的，步骤b中断面2处直径D₂通过如下方式获得：根据式4 求出断面2处的全压p_q2，从而根据式5计算出断面2处的直径D₂；

优选的，所述高速射流送风口9的尺寸为20×φ3mm，有利于高速射流送风口出风速度均匀，形成的风幕稳定。

实施例一：

本实用新型装置安装在灶台上方，装置工作时，油烟被集烟罩2 的排风口3抽入机体1内，风机5工作抽取空腔4中的气流，并将气流通入导风结构6的进风口7中，经过导风结构6的引流导风后从出风口8吹向高速射流送风口9，气流从高速射流送风口9向下排出形成风幕，风幕屏蔽了油烟向外扩散，使烹饪过程产生的油烟被装置捕集。变截面风道及扁缝状高速射流送风口9结合使得形成的风幕出风均匀，挡烟效果好，烹饪过程产生的油烟不易扩散到室内环境中，避免对人体造成伤害以及对室内环境造成污染。

实施例二：

本实施例为实施例一提供了实验验证，并对比普通抽油烟机的捕集效果。实验效果表明本实用新型可以有效捕集环境中散发的污染物。在本实施例中采用CFD数值模拟进行流体力学的数值实验。本实施例采用的是组分传输模型(Species transport)。组分传输模型能够细致的分析不同气体组分间气流的流动过程。

在本实施例中，试验环境为小型的住宅厨房，其尺寸为长3.45m* 宽2m*高3m。在房间中央存在一个双眼灶台，灶台热源直径为0.2m，型号为常见双眼灶。操作台分为左右两部分，呈U型布置，厨房右部放置燃气灶，本实用新型放置于燃气灶上方。

在本实施例中，将提供的本实用新型与现有的普通抽油烟机的捕集效果进行对比，现有的普通抽油烟机的边界条件见表1，本实用新型提供的装置的边界条件见表2。

表1.现有的普通抽油烟机的模拟边界条件

表2.本实用新型提供的捕集装置的模拟边界条件

本实用新型与普通抽油烟机的捕集效果差异明显，见附图5-8。图5、6分别为X＝1.44m、Y＝3.21m截面速度矢量图，横纵坐标为空间位置，图中为速度矢量分布，表征室内流场速度的大小和方向。由图 5、6(A)可以看出，排风口风速较大，速度方向朝向罩内，对上升的油烟产生压迫，导致上升油烟贴墙聚集，且在罩口边缘速度方向朝向罩外，导致大量油烟从罩口溢出。而图5、6(B)可以看出，高速射流风幕屏蔽作用明显，罩口速度较大且方向向下，所以油烟大部分被屏蔽在集烟罩2内，最终被排风口捕集，说明本实用新型捕集效果较好。

图7、8分别为X＝1.44m、Y＝3.21m截面浓度云图，横纵坐标为空间位置，图中等压线上数值为浓度分布。由图7、8(A)可以看出，在集烟罩2的罩口位置有污染物溢出，污染物大量在集烟罩腔体内壁面聚集，腔体两侧污染物质量分数为0.03左右，且污染物在厨房室内空间上部聚集，室内上方污染物质量分数为0.02左右，捕集效果不佳。而图5、图6(B)可以看出，在本实用新型的高速射流形成风幕的作用下，污染物被有效屏蔽，很少从罩口溢出，室内污染物的质量分数为0.01左右，低于普通油烟机作用的情况。相较于普通抽油烟机，使用本实用新型的捕集作用要更优。

Claims (6)

1.一种基于高速射流屏蔽作用的油烟热羽流高效捕集装置，其特征在于，包括安装在厨房墙体上的机体(1)，机体(1)下方设置集烟罩(2)，集烟罩(2)后方中心设有排风口(3)，集烟罩(2)位于灶眼上方，机体(1)内设置有和排风口(3)风路隔离的空腔(4)，空腔(4)环绕排风口(3)设置，所述集烟罩(2)的形状为变截面设置，所述空腔(4)内安装有风机(5)和导风结构(6)，风机(5)和导风结构(6)分别设置在空腔(4)内后方左右转角的位置，所述导风结构(6)包括进风口(7)与出风口(8)，进风口(7)与出风口(8)分别设置在导风结构(6)的正上方与左右两角，所述风机(5)安装在导风结构(6)的进风口(7)处，集烟罩(2)从风机(5)送风方向截面逐渐变小，集烟罩(2)外轮廓平面处设有与所述出风口(8)匹配的高速射流送风口(9)。

2.根据权利要求1所述的一种基于高速射流屏蔽作用的油烟热羽流高效捕集装置，其特征在于，所述集烟罩(2)上端安装顶板(12)，所述顶板(12)与集烟罩(2)围成空腔(4)，顶板(12)上设有连通机体(1)外部的通风孔(13)。

3.根据权利要求1所述的一种基于高速射流屏蔽作用的油烟热羽流高效捕集装置，其特征在于，所述高速射流送风口(9)设置有若干，高速射流送风口(9)等距分布，风机(5)将风引入导风结构(6)并经由高速射流送风口(9)排出形成风幕。

4.根据权利要求1所述的一种基于高速射流屏蔽作用的油烟热羽流高效捕集装置，其特征在于，所述的高速射流送风口(9)为贯穿集烟罩(2)板材的扁缝状通孔。

5.根据权利要求1所述的一种基于高速射流屏蔽作用的油烟热羽流高效捕集装置，其特征在于，所述排风口(3)右侧风口处设置监测智控模块，监测智控模块包括烟气传感器(14)，烟气传感器(14)用于实时监测集烟罩口处的污染物浓度；所述烟气传感器(14)通过控制模块与风机(5)相连，控制模块通过烟气传感器(14)实时监测的污染物浓度信息调节供电模块电流的大小和方向，从而控制风机(5)的风量。

6.根据权利要求5所述的一种基于高速射流屏蔽作用的油烟热羽流高效捕集装置，其特征在于，所述烟气传感器(14)为AGNC002烟气传感器，控制模块包括plc控制器和继电器，plc控制器为三菱plc控制器FX1S-14MR，继电器为欧姆龙LY2N-J DC24 BY OMI通用继电器。

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